Līdz šim nav zināms neviens apstiprināts gadījums, kad meteorīts nogalina cilvēku. Un tajā pašā laikā pat nelielam debess ķermenim, kurš, diemžēl, iebruka Zemes atmosfērā, ir kolosāls iznīcinošs potenciāls, kas ir salīdzināms ar kodolieročiem. Dažreiz, kā parādīja nesenie notikumi, viesi no debesīm mūs var pārsteigt.
Bolīds, kas lidoja pāri Čeļabinskai un burtiski un tēlaini izbrīnīja visus ar savu neticamo mirdzumu un triecienvilni, kas sabremzēja stiklu, veica vārtus un noplēsa pretī esošos paneļus no sienām. Daudz ir rakstīts par sekām, daudz mazāk ir runāts par šīs parādības būtību. Lai sīkāk izprastu procesus, kas notiek ar maziem debess ķermeņiem, kuri ceļā satikās ar planētu Zeme, "PM" vērsās pie Krievijas Zinātņu akadēmijas Ģeosfēru dinamikas institūta, kur viņi jau sen ir pētījuši un matemātiski modelējuši meteoroīdu kustību, tas ir, debess ķermeņus, kas nonāk Zemes atmosfērā. Un šeit ir tas, ko mums izdevās uzzināt.
Izsita no jostas
Ķermeņi, piemēram, Čeļabinska, nāk no galvenās asteroīda jostas, kas atrodas starp Marsa un Jupitera orbītām. Tas nav tik tuvu Zemei, bet dažreiz asteroīdu jostu satricina kataklizmas: sadursmju rezultātā lielāki objekti sadalās mazākos un daļa no gruvešiem nonāk Zemes tuvumā esošo kosmisko ķermeņu kategorijā - tagad to orbītas šķērso mūsu planētas orbītu. Dažkārt lielu planētu radītie traucējumi traucē, ka debess akmeņi tiek izmesti no jostas. Kā liecina dati par Čeļabinskas meteorīta trajektoriju, tas pārstāvēja tā dēvēto Apollo grupu - mazu debesu ķermeņu grupu, kas pārvietojas ap Sauli eliptiskās orbītās, kas krustojas Zemes orbītā, un to perihelijs (tas ir, tuvākais attālums no Saules) ir mazāks par Zemes orbītas perifēriju.
Tā kā mēs visbiežāk runājam par gružiem, šiem objektiem ir neregulāra forma. Lielāko daļu no tiem veido klints, ko sauc par "chondrite". Šis vārds viņai tika piešķirts chondrules dēļ - sfēriski vai eliptiski ieslēgumi ar diametru aptuveni 1 mm (retāk - vairāk), ko ieskauj gruveši vai smalki kristāliska matrica. Hondrīti ir dažāda veida, bet starp meteoroīdiem ir sastopami arī dzelzs paraugi. Interesanti, ka ir mazāk metāla ķermeņu, ne vairāk kā 5% no kopējā skaita, bet starp atrastajiem meteorītiem un to atlūzām noteikti dominē dzelzs. Iemesli ir vienkārši: pirmkārt, hondritus ir vizuāli grūti atšķirt no parastajiem zemes akmeņiem un tos ir grūti noteikt, un, otrkārt, dzelzs ir stiprāks, un dzelzs meteorītam ir lielākas iespējas izlauzties cauri blīvajiem atmosfēras slāņiem un neizkliedēties mazos fragmentos.
Reklāmas video:
Neticami ātrumi
Meteoroīda liktenis ir atkarīgs ne tikai no tā lieluma un vielas fizikāli ķīmiskajām īpašībām, bet arī no atmosfēras nokļūšanas ātruma, kas var mainīties diezgan plašā diapazonā. Bet jebkurā gadījumā mēs runājam par īpaši lieliem ātrumiem, ievērojami pārsniedzot pat virsskaņas lidmašīnu, bet arī orbitālo kosmosa kuģu kustības ātrumu. Vidējais ienākšanas ātrums atmosfērā ir 19 km / s, tomēr, ja meteoroīds nonāk saskarē ar Zemi kursos, kas tuvojas gaidāmajam, ātrums var sasniegt 50 km / s, tas ir, 180 000 km / h. Vismazākais ātrums iekļūšanai atmosfērā būs tad, kad Zeme un neliels debess ķermenis pārvietojas, it kā kaimiņu orbītā, viens otram līdz brīdim, kamēr mūsu planēta piesaista meteoroīdu.
Jo augstāks ir debess ķermeņa nonākšanas ātrums atmosfērā, jo spēcīgāka ir tā slodze, jo tālāk no Zemes tas sāk sabrukt un jo lielāka ir iespējamība, ka tas sabruks, nesasniedzot mūsu planētas virsmu. Namībijā, kuru ieskauj rūpīgi izveidots korpuss neliela amfiteātra formā, atrodas milzīgs metāla bloks, 84% dzelzs, kā arī niķelis un kobalts. Vienreizējais svars ir 60 tonnas, bet tas ir lielākais cietais kosmiskās vielas gabals, kāds jebkad atrasts uz Zemes. Meteorīts nokrita uz Zemes apmēram pirms 80 000 gadiem, pat pēc krāna neatstājot krāteri. Iespējams, zināmas apstākļu sakritības dēļ tā krišanas ātrums bija minimāls, jo metāla Sikhote-Alin meteorīts (1947,Primorskas teritorija) sadalījās daudzos gabalos un, nokrītot, izveidoja visu krātera lauku, kā arī milzīgu mazu atlieku izkliedēšanas laukumu, kas joprojām tiek savākti Ussuri taigā.
Kas tur eksplodē?
Pat pirms meteorīts nokrīt zemē, tas, kā skaidri parādīja Čeļabinskas lieta, var būt ļoti, ļoti bīstams. Debesu ķermenis, kas eksplodē atmosfērā ar milzīgu ātrumu, rada trieciena vilni, kurā gaiss sasilst līdz temperatūrai virs 10 000 grādiem. Triecienam sakarsēta gaisa izstarošana izraisa meteoroīda iztvaikošanu. Pateicoties šiem procesiem, tas ir ielikts kvēlojošās jonizētās gāzes - plazmas halogenā. Aiz šoka viļņa izveidojas augsta spiediena zona, kas pārbauda meteorīta frontālās daļas izturību. Sānos spiediens ir ievērojami zemāks. Iegūtā spiediena gradienta rezultātā meteorīts, visticamāk, sāks sabrukt. Tas, kā tieši tas notiek, ir atkarīgs no konkrētā meteoroīda lieluma, formas un struktūras iezīmēm: plaisām, padziļinājumiem, dobumiem. Svarīga ir vēl viena lieta - iznīcinot ugunsbumbu, palielinās tās šķērsgriezuma laukums, kas uzreiz noved pie enerģijas izdalīšanās palielināšanās. Gāzes laukums, ko ķermenis uztver, palielinās, arvien vairāk kinētiskās enerģijas tiek pārveidotas siltumā. Straujais enerģijas izdalīšanās pieaugums ierobežotā telpas telpā īsā laikā nav nekas cits kā sprādziens. Iznīcināšanas brīdī automašīnas mirdzums strauji palielinās (notiek spilgta zibspuldze). Un trieciena viļņa virsmas laukums un attiecīgi pēkšņi augošā gaisa masa palielinās.kā sprādziens. Iznīcināšanas brīdī automašīnas mirdzums strauji palielinās (notiek spilgta zibspuldze). Un trieciena viļņa virsmas laukums un attiecīgi pēkšņi augošā gaisa masa palielinās.kā sprādziens. Iznīcināšanas brīdī automašīnas mirdzums strauji palielinās (notiek spilgta zibspuldze). Un trieciena viļņa virsmas laukums un attiecīgi pēkšņi augošā gaisa masa palielinās.
Eksplodējot parastajam vai kodolieročam, triecienvilnim ir sfēriska forma, bet meteorīta gadījumā, protams, tas tā nav. Kad neliels debess ķermenis nonāk atmosfērā, tas veido parasto konisko triecienvilni (meteoroīds vienlaikus atrodas konusa galā) - aptuveni tāds pats kā virsskaņas lidmašīnas deguna priekšā radītais.
Triecienviļņi, ko rada meteorīta iznīcināšana, var radīt daudz vairāk nepatikšanas nekā liela gruveša krišana. Fotoattēlā - caurums Čebarkulas ezera ledus daļā, kuru, iespējams, iedūris Čeļabinskas meteorīta gabals.
Bet atšķirība jau tiek novērota šeit: galu galā lidmašīnām ir racionalizēta forma, un automašīnai, kas ietriecas blīvās kārtās, nemaz nav jābūt pilnveidotai. Tās formas pārkāpumi rada papildu turbulenci. Samazinoties lidojuma augstumam un palielinoties gaisa blīvumam, palielinās aerodinamiskās slodzes. Apmēram 50 km augstumā tie ir salīdzināmi ar lielākās daļas akmens meteoroīdu izturību, un meteoroīdi, visticamāk, sāks sabrukt. Katrs atsevišķais iznīcināšanas posms sevī nes papildu enerģijas izdalīšanos, trieciena vilnis izpaužas kā stipri izkropļots konuss, saspiež, kā dēļ meteorīta caurbraukšanas laikā var notikt vairāki secīgi pārspiediena pārspriegumi, kas uz zemes ir jūtami kā spēcīgu skavu virkne. Čeļabinskas gadījumā bija vismaz trīs šādi klaipi.
Trieciena viļņa ietekme uz Zemes virsmu ir atkarīga no lidojuma trajektorijas, ķermeņa masas un ķermeņa ātruma. Čeļabinskas meteorīts lidoja pa ļoti plakanu trajektoriju, un tā triecienvilnis skāra tikai pilsētas teritorijas pie malas. Lielākā daļa meteorītu (75%) nonāk atmosfērā pa trajektorijām, kas sliecas uz Zemes virsmu vairāk nekā 30 grādu leņķī, un šeit viss ir atkarīgs no augstuma, kurā notiek tā palēnināšanās galvenā fāze, parasti saistīta ar iznīcināšanu un strauju enerģijas izdalīšanās pieaugumu. Ja šis augstums ir liels, trieciena vilnis sasniegs Zemi novājinātā formā. Ja iznīcināšana notiek zemākā augstumā, triecienvilnis var "iztīrīt" milzīgu teritoriju, līdzīgi kā tas notiek atmosfēras kodolsprādziena laikā. Vai kā Tunguska meteorīta ietekmē.
Kā akmens iztvaikoja
1950. gados, lai modelētu procesus, kas notiek meteoroīda lidojuma laikā caur atmosfēru, tika izveidots oriģināls modelis, kas sastāvēja no detonācijas virves (imitējot lidojuma fāzi pirms iznīcināšanas) un lādiņa, kas piestiprināta pie tā gala (imitējot izplešanos). Vara stieples, kas attēlo mežu, tika nostiprinātas vertikāli zem misiņa virsmas modeļa. Eksperimenti parādīja, ka galvenā lādiņa detonācijas rezultātā stieples, liekoties, deva ļoti reālu priekšstatu par meža ciršanu, līdzīgu tam, kāds novērots Podkamennaja Tunguska apgabalā. Tunguska meteorīta pēdas vēl nav atrastas, un populārā hipotēze, ka ķermenis, kas 1908. gadā sadūrās ar Zemi, bija nelielas komētas ledus kodols, nepavisam netiek uzskatīts par vienīgo uzticamo. Mūsdienu aprēķini rāda, ka atmosfērā nonākot lielākas masas ķermenim,pirms palēnināšanās stadijas tas tajā ienirst dziļāk, un tā fragmentus ilgāku laiku pakļauj spēcīgam starojumam, kas palielina to iztvaikošanas iespējamību.
Tunguska meteorīts varēja būt akmens, taču, sašķeļoties salīdzinoši nelielā augstumā, tas varēja radīt ļoti mazu gružu mākoni, kas iztvaikoja no saskares ar karstām gāzēm. Tikai triecienvilnis sasniedza zemi, kas izraisīja iznīcināšanu vairāk nekā 2000 km² platībā, kas ir salīdzināma ar termoelektrostacijas lādiņa darbību ar jaudu 10-20 Mt. Tas attiecas gan uz dinamisku triecienu, gan taigas ugunsgrēkiem, ko rada gaismas zibspuldze. Vienīgais faktors, kas šajā gadījumā nedarbojās, atšķirībā no kodolsprādziena, ir starojums. Šoku viļņa frontālās daļas darbība pati par sevi atstāja atmiņu “telegrāfa meža” formā - stumbri pretojās, bet katrs zars tika nogriezts.
Neskatoties uz to, ka meteorīti uz Zemes krīt diezgan bieži, instrumentālo novērojumu statistika par mazu debess ķermeņu nonākšanu atmosfērā joprojām ir nepietiekama.
Pēc provizoriskiem aprēķiniem, enerģijas izdalīšanās Čeļabinskas meteorīta iznīcināšanas laikā tiek uzskatīta par ekvivalentu 300 kt TNT, kas ir aptuveni 20 reizes vairāk nekā Hirosimā nomesta urāna "Malysh" jauda. Ja automašīnas lidojuma trajektorija būtu tuvu vertikālai un kritiena vieta kristu uz pilsētas attīstību, būtu neizbēgami milzīgi negadījumi un iznīcība. Tātad, cik liels ir atkārtošanās risks, un vai meteorīta draudi būtu jāuztver nopietni?
Noderīga piesardzība
Jā, ne viens meteorīts, par laimi, vēl nevienu ir nogalinājis, bet draudi no debesīm nav tik nenozīmīgi, lai tos ignorētu. Tunguska tipa debess ķermeņi nokrīt uz Zemes apmēram reizi 1000 gados, kas nozīmē, ka vidēji katru gadu tie pilnībā "iztīra" 2,5 km² teritorijas. Čeļabinskas tipa ķermeņa krišana pēdējo reizi tika novērota 1963. gadā Dienvidāfrikas salu reģionā - tad arī enerģijas izdalīšanās iznīcināšanas laikā bija aptuveni 300 kt.
Pašlaik astronomiskajai sabiedrībai ir uzdots apzināt un izsekot visiem debess ķermeņiem, kas ir lielāki par 100 m pāri orbītā, kas atrodas tuvu Zemei. Bet nepatikšanas var radīt arī mazāki meteoroīdi, kuru pilnīga uzraudzība vēl nav iespējama: tam nepieciešami īpaši un neskaitāmi novērošanas instrumenti. Līdz šim, izmantojot astronomiskos instrumentus, ir novērota tikai 20 meteoroīdu ķermeņu nonākšana atmosfērā. Ir zināms tikai viens gadījums, kad aptuveni dienas laikā tika paredzēts samērā liela meteorīta (apmēram 4 m diametra) krišana (tas Sudānā nokrita 2008. gada oktobrī). Un tikmēr brīdinājums par kosmisku kataklizmu pat dienā nav slikts. Ja debess ķermenis draud nokrist uz apmetni, apmetni var evakuēt 24 stundu laikā. Un, protams, ar kaut ko pietiek dienaslai vēlreiz atgādinātu cilvēkiem: ja debesīs redzat spilgtu zibspuldzi, jums ir jāslēpjas, nevis jāpielīmē seja pie loga stikla.
Oļegs Makarovs